JP3220925B2 - 加熱定着方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真，静電印刷，
磁気記録において、トナーで形成された顕画像を記録材
に定着させる加熱定着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法としては米国特許第２，２９
７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報お
よび特公昭４３−２４７４８号公報等に記載されている
ように多数の方法が知られているが、一般には光導電性
物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要
に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加
熱，圧力，加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着し複
写物を得るものであり、さらに感光体上に転写されず残
ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上述の工
程が繰り返される。

【０００３】近年このような複写装置は、単なる一般に
いうオリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機
というだけでなく、コンピューターの出力としてのプリ
ンターあるいはグラフィックデザイン等の高精細画像の
コピー用に使われ始めた。

【０００４】そのため、より高い信頼性が厳しく追及さ
れて来ており、それに伴い要求される性能はより高度に
なり、トナーを含めた画像形成方法の性能向上が達成で
きなければ、よりすぐれた機械が成り立たなくなってき
ている。

【０００５】ところで、デジタルプリンター及び高精細
画像のコピーにおいてトナーに要求される性能のうち最
も重要なものに、細線（ライン）の定着性能がある。

【０００６】従来、トナーの顕画像を記録材に定着する
方法としては、所定の温度に維持された加熱ローラーと
弾性層を有して該加熱ローラーに圧接する加圧ローラー
とによって、未定着のトナー顕画像を保持した記録材を
挟持搬送しつつ加熱する熱ロール定着方式が多用されて
いる。

【０００７】また、ＵＳＰ３，５７８，７９７号記載の
ベルト定着方式が知られている。

【０００８】しかしながら、上述の従来多用されてきた
熱ローラー定着では、 （１）熱ローラーが所定温度に達するまでの画像形成作
動禁止の時間、所謂ウエイト時間がある。

【０００９】（２）記録材の通過あるいは他の外的要因
で加熱ローラーの温度が変動することによる定着不良お
よび加熱ローラーへのトナーの転移所謂オフセット現象
を防止するために加熱ローラーを最適な温度に維持する
必要があり、このためには加熱ローラーあるいは加熱体
の熱容量を大きくしなければならず、これには大きな電
力を要すると共に、画像形成装置内の機内昇温の原因と
もなる。

【００１０】（３）ローラーが低温度であるため、記録
材が加熱ローラーを通過排出される際は、記録材および
記録材上のトナーが緩慢に冷却されるため、トナーの粘
着性が高い状態となり、ローラーの曲率とも相まってオ
フセットあるいは記録材を巻き込むことによる紙づまり
を生ずることがある。

【００１１】（４）高温の加熱ローラーが直接手に触れ
る構成となり安全性に問題があったり、保護部材が必要
であったりする。

【００１２】また、ＵＳＰ３，５７８，７９７号記載の
ベルト定着方式においても前述の熱ロール定着の問題
（１），（２）は根本的に解決されていない。

【００１３】本出願人による特開昭６３−３１３１８２
２号公報においては、パルス状に通電発熱させた低熱容
量の発熱体によって移動する耐熱性シートを介してトナ
ー顕画像を加熱し、記録材へ定着させる定着装置によっ
てウエイト時間が短く低消費電力の画像形成装置が提案
されている。

【００１４】しかし、問題点として、熱ロール定着方式
と比較して、記録材上の未定着トナーの一部が耐熱性シ
ート表面に転移して付着するオフセット現象をみること
がある点があげられる。そのオフセットの発生は一般的
に温度的要因のものと、静電的要因のものに大別でき
る。

【００１５】前者の温度的要因のオフセットは、定着装
置でのトナー温度が低すぎて定着されずにオフセットす
るいわゆる低温オフセットと、逆にトナー温度が高すぎ
て液状にトナーが溶けて生じる高温オフセットがあり、
これらは用いる現像剤の特性，記録材搬送速度，加圧
力，温度制御手段を適切に定めることによって防止でき
る。

【００１６】一方、後者の静電的要因のオフセットは、
記録材上の帯電トナーが静電的にフィルムに転移するも
のである。この現象は記録材の種類，環境，加圧部材の
材質・抵抗等に大きく依存するため、その制御は困難で
あり、オフセットによる弊害、例えば、オフセットトナ
ーの再転写による記録材汚れ、オフセットトナーが加圧
部材に付着して加圧部材がトナー汚れすることによる記
録材料の加圧部材に対する巻きつき等を見ることがあ
る。

【００１７】これらの静電オフセットを防止し、優れた
トナー顕画像の記録材への定着性を達成しつつ、ウエイ
ト時間が短く低消費電力である定着方法を実現するため
には、上述の如き定着方法に加えて、トナーの特性に負
うところが大きい。

【００１８】従来、定着ローラー表面にトナーを付着さ
せない目的で、トナーとして離型性を増すために加熱時
に充分溶融するような低分子量ポリエチレン，ポリプロ
ピレン等のワックスを添加する方法も行われているが、
オフセット防止には有効である反面、トナーの帯電特性
が不安定となり、耐久性の低下を招き易く、これらの問
題点を克服したトナー設計が現在求められている。

【００１９】現在、各種無機酸化微粉体の処理品をトナ
ーに添加することにより、トナー性能を向上させるとい
う提案がされている。

【００２０】例えば、特開昭４９−４２３５４号公報，
同５５−２６５１８号公報において、シリカ等の粉体に
シリコーンオイル処理し、それを加熱体に配給すること
により、特に耐オフセット性を改良することが開示され
ている。しかしながら、本発明の如き固定支持された加
熱体と、それにフィルムを介して対向圧接する加圧部材
より構成される定着装置においては、その効果が不十分
であり、単に上記シリコーンオイル処理シリカを多量に
添加するのみでは、それ以上の効果が得られず、逆に、
シリカが定着フィルム等を傷つけることによる画像欠陥
を生じてしまう。

【００２１】更には、特開昭５８−６０７５４号公報に
はシリコーンオイル処理した湿式シリカを含有するトナ
ーが、特開昭６１−２７７９６４号公報には、シリコー
ンオイル処理された疎水化度９０％以上のシリカを含有
するトナーが開示され、それぞれトナー流動性，帯電特
性を改良することが示されている。しかしながら、上記
構成のトナー外添剤においても耐オフセットへの効果が
不十分であり、現像性と定着及び耐オフセット性を両立
するトナーは未だ得られていない。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決し、ウエイト時間が実質的にないか
或は極めて短時間であり、且つ低消費電力でオフセット
現象が発生せず、高品位なトナー画像の得られる加熱定
着方法を提供するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、固定
支持された加熱体と該加熱体に対向圧接し、且つ、フィ
ルムを介して該加熱体に密着させる加圧部材とにより、
トナーの顕画像を記録材に加熱定着する定着方法におい
て、該トナーは、少なくとも重合体成分及び帯電制御剤
を含有した組成物で形成されており、少なくともシリコ
ーンオイル処理されたシリカＡ及びシリカＢを有し、該
シリコーンオイル処理されたシリカＡ及びシリカＢが、 ａ）シリカの平均粒子径が１０Ａ≦Ｂであり、 ｂ）シリコーンオイルの処理量が２Ａ≦Ｂであり、シリ
カＡのオイル処理量が処理後のシリカＡに対して１〜３
０重量％であり、シリカＢのオイル処理量が処理後のシ
リカＢに対して３０〜９０重量％であり、 ｃ）トナーに対する添加量（重量比）がＡ≧３Ｂである
ことを満足していることを特徴とする加熱定着方法に関
する。

【００２４】更に本発明は該シリコーンオイル処理シリ
カＡの平均粒径が０．１μｍ以下であり、かつシリコー
ンオイル処理シリカＢの平均粒径が０．５μｍ以上５０
μｍ以下であることを特徴とする加熱定着方法に関す
る。

【００２５】

【００２６】更に本発明は、該シリコーンオイル処理シ
リカＡのトナーに対する添加量が０．３〜３．０重量％
であり、かつシリコーンオイル処理シリカＢのトナーに
対する添加量が０．００５〜０．５重量％であることを
特徴とする加熱定着方法に関する。

【００２７】更に本発明は、該シリコーンオイル処理シ
リカＡ及びＢの処理オイルの粘度が１０Ａ≦Ｂであるこ
とを特徴とする加熱定着方法に関する。

【００２８】本発明により、上述した目的（特に耐オフ
セット性とトナー流動性の両立）が達成されるのは、オ
イル処理シリカＡによりトナー流動性を維持し、オイル
処理シリカＢにより耐オフセット性を更に向上させてい
るからである。

【００２９】またそれぞれのオイル処理量比，トナーに
対する添加量が、トナー帯電性，耐オフセット性に対し
て大きく関与していることを明らかとした。

【００３０】すなわち、オイル処理シリカの粒子径に関
しては、粒径差が１０倍以上あるオイル処理シリカＡ，
Ｂを使用する必要がある。

【００３１】オイル処理シリカＡの好ましい平均粒径
は、０．１μｍ以下（より好ましくは０．００２〜０．
０５μｍ）、オイル処理シリカＢの好ましい平均粒径は
０．５〜５０μｍ（より好ましくは３〜２０μｍ）であ
り、且つそれぞれの粒子径が１０Ａ≧Ｂの関係を満足す
る必要がある。オイル処理シリカＡ，Ｂの粒径差が１０
倍未満の場合、本発明の効果の一つであるトナー流動性
が不十分となり、それによりトナーが劣化しやすくな
る。

【００３２】粒径の小さなオイル処理シリカＡを含有す
ることにより、トナーの流動性とトナー自体の定着フィ
ルムからの離型性を確保することができる。また、粒径
の大きなオイル処理シリカＢを含有することにより、感
光体上及び転写後記録材上のトナー顕画像の細線へのト
ナーの乗り方が密となることが見い出され、これによ
り、記録材上でのトナー間の結束が強くなり、静電力に
よる定着フィルムへのトナーの移行が防げると考えてい
る。

【００３３】また、そのオイル処理量に関しては、粒径
の小さな粒径のオイル処理シリカＡの２倍以上のオイル
処理量を粒径の大きな粒径のオイル処理シリカＢが有す
ることが必要である。

【００３４】また、トナーに対する添加量（重量比）
が、粒子径の大きなオイル処理シリカＢの３倍以上の量
の粒径の小さなオイル処理シリカＡを有することが必要
である。トナーに対する添加量がＡ≧３Ｂの関係を満足
しない場合、トナー流動性が不充分となる。

【００３５】オイル処理シリカ（粒径小）Ａのオイル処
理量としては、処理シリカに対して１〜３０重量％が好
ましく、オイル処理シリカ（粒径大）Ｂのオイル処理量
としては、処理シリカに対して３０〜９０重量％（より
好ましくは４０〜６５重量％）が好ましい。上記範囲外
でオイル処理差がない場合、耐オフセット性とトナーの
流動性の両立が不充分となる。

【００３６】オイル処理シリカＡのトナーに対する添加
量の好ましい範囲としては、０．３〜３．０重量％であ
りかつオイル処理シリカＢのトナーに対する添加量が
０．００５〜０．５重量％であることが好ましい。

【００３７】また、粒径の大きなオイル処理シリカＢの
処理オイルの粘度が粒径の小さなオイル処理シリカＡの
オイル粘度の１０倍以上であることが好ましい。

【００３８】更には、オイル処理シリカＡのオイル粘度
が１〜１０００ｃＳｔであり、且つオイル処理シリカＢ
のオイル粘度が３０００〜１００，０００ｃＳｔである
ことがより好ましい。

【００３９】以上の範囲外であると本発明の目的である
トナー流動性と耐オフセット性を満足することはできな
い。

【００４０】本発明に用いられる現像剤中のシリカは、
ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたい
わゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリ
カ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカ
の両方が使用可能である。粒径の小さなオイル処理シリ
カＡの母体としては、表面及びケイ酸微粉体の内部にあ
るシラノール基が少なく、またＮａ₂Ｏ，ＳＯ₃ ^2-等の製
造残査のない乾式シリカの方が好ましい。

【００４１】また、乾式シリカにおいては製造工程にお
いて例えば、塩化アルミニウム又は塩化チタンなど他の
金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用い
ることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を
得ることも可能であり、それらも包含する。

【００４２】本発明に用いられるシリカ（特にオイル処
理シリカＡの母体シリカ）は、予めシランカップリング
剤等で処理することが好ましい。シランカップリング剤
としては、一般式

【００４３】

【数１】 のもので、例えば代表的にはジメチルジクロルシラン，
トリメチルクロルシラン，アリルジメチルクロルシラ
ン，ヘキサメチルジシラザン，アリルフェニルジクロル
シラン，ベンジルジメチルクロルシラン，ビニルトリエ
トキシシラン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン，ビニルトリアセトキシシラン，ジビニルク
ロルシラン，ジメチルビニルクロルシラン等をあげるこ
とができる。

【００４４】上記シリカのシランカップリング剤処理
は、シリカを撹拌等によりクラウド状としたものに気化
したシランカップリング剤を反応させる乾式処理又は、
シリカを溶媒中に分散させたシランカップリング剤を滴
下反応させる湿式法等、一般に知られた方法で処理する
ことができる。

【００４５】本発明に使用されるシリコーンオイルは、
一般に次の式で示されるものであり、

【００４６】

【化１】 Ｒ ：Ｃ₁〜Ｃ₃のアルキル基 Ｒ′：アルキル，ハロゲン変性アルキル，フェニル，変
性フェニル等のシリコーンオイル変性基 Ｒ″：Ｃ₁〜Ｃ₃のアルキル基又はアルコキシ基

【００４７】例えば、ジメチルシリコーンオイル，アル
キル変性シリコーンオイル，α−メチルスチレン変性シ
リコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル，フ
ッ素変性シリコーンオイル等があげられる。

【００４８】シリコーンオイル処理の方法は公知の技術
が用いられ、例えばシリカ微粉体とシリコーンオイルと
をヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合して
も良いし、ベースシリカへシリコーンオイルを噴霧する
方法によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーン
オイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ
微粉体とを混合した後、溶剤を除去して作製しても良
い。

【００４９】本発明に係るトナーの結着樹脂としては、
ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及び
その置換体の単重合体；スチレン−プロピレン共重合
体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビ
ニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル
共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル
酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルア
ミノエチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル
共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、
スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン
−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエ
チルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン
共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−
イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、
スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン
系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメ
タクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリビニルブチラール、シリコン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリア
クリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テンペル樹脂、フ
ェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香
族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックス
などが単独或いは混合して使用できる。この中でも、ス
チレン系共重合体、特にスチレン−アクリル系共重合体
及びポリエステル樹脂及びそれらの混合物が現像特性、
定着性等の点で好ましい。

【００５０】また、本発明のトナーに定着補助剤とし
て、炭化水素系ワックス及びエチレン系オレフィン重合
体を結着樹脂と共に用いてもよい。

【００５１】ここでエチレン系オレフィン単重合体もし
くはエチレン系オレフィン共重合体として適用するもの
には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロ
ピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−エチルアクリレート共重合体、ポリエチレン骨格
を有するアイオノマーなどがあり、上記共重合体におい
てはオレフィンモノマーを５０モル％以上（より好まし
くは６０モル％以上）を含んでいるものが好ましい。

【００５２】また、これらの定着補助剤は、樹脂を溶剤
に溶かし、樹脂溶液温度を上げ、撹拌しながら添加混合
する方法で、混練時に混合する方法で結着樹脂に含有さ
せられる。

【００５３】また、本発明に係るトナーにさらに添加し
得る着色材料としては、従来公知のカーボンブラック、
銅フタロシアニンの如き顔料または染料などが使用でき
る。

【００５４】また、本発明のトナーは必要に応じて荷電
制御剤を含有しても良く、負帯電性トナーの場合、モノ
アゾ染料の金属錯塩、サリチル酸、アルキルサリチル
酸、ジアルキルサリチル酸またはナフトエ酸の金属錯塩
等の負荷電制御剤が用いられる。

【００５５】また、正帯電性トナーの場合は、ニグロシ
ン系化合物、有機四級アンモニウム塩の如き正荷電制御
剤が用いられる。

【００５６】例えば、負荷電制御剤としては、

【００５７】

【化２】

【００５８】

【化３】

【００５９】

【化４】

【００６０】等が挙げられるが、本発明で使用される磁
性酸化鉄と組み合せる負荷電制御剤としてより効果的な
ものとして次の３種が挙げられる。

【００６１】

【化５】 で示されるモノアゾ系鉄錯塩

【００６２】

【化６】

【００６３】上記一般式を有する芳香族ヒドロキシカル
ボン酸，芳香族ジオール又は芳香族ジカルボン酸誘導体
と鉄原子との化合物

【００６４】

【化７】

【００６５】［式中、Ｙ₁，Ｙ₂；フェニル基，ナフチル
基，アントリル基 Ｒ¹，Ｒ²；ハロゲン原子，ニトロ基，スルホン酸基，カ
ルボキシル基，カルボン酸エステル基，シアノ基，カル
ボニル基及びアルキル基，アルコキシ基，アミノ基 Ｒ³，Ｒ⁴；水素原子，アルキル基，アルコキシ基，置換
基を有してもよいフェニル基、置換基を有しても良いア
ラルキル基及びアミノ基 Ｒ⁵，Ｒ⁶；水素原子，炭素数１〜８の炭化水素基 ｋ，ｊ；０〜３整数（同時に０ではない） ｍ，ｎ；１又は２

【００６６】（上記のＹ₁とＹ₂，Ｒ¹とＲ²，Ｒ³とＲ⁴，
Ｒ⁵とＲ⁶，ｋとｊ，ｍとｎは同一でも異なっていても良
い。）］

【００６７】上記一般式を有するＮ−Ｎ’−ビスアリー
ル尿素誘導体

【００６８】その詳細は明らかではないが、以上３種の
負帯電性制御剤と本発明に使用される磁性酸化鉄を用い
ることにより画質特性、特にカブリが良化する傾向にあ
ることが確認されている。

【００６９】正荷電制御剤として具体的には、例えば、

【００７０】

【化８】

【００７１】

【化９】

【００７２】

【化１０】 等が挙げられる。

【００７３】本発明は、磁性酸化鉄粒子を含有させるこ
とにより磁性トナーとすることが可能である。

【００７４】磁性酸化鉄粒子としては、ケイ素元素を含
有するものがトナー流動性にも優れ好ましい。また、本
発明の構成のオイル処理シリカとの組み合わせにおいて
よりトナー帯電特性（トナー帯電の立ち上がり）が向上
する。

【００７５】本発明のトナーに用いる磁性酸化鉄は、結
着樹脂１００重量部に対して、２０〜２００重量部を用
いることが好ましい。さらに好ましくは３０〜１５０重
量部を用いることが良い。

【００７６】また、場合により、本発明のトナーに用い
る磁性酸化鉄は、シランカップリング剤、チタンカップ
リング剤、チタネート、アミノシラン、有機ケイ素化合
物等で処理しても良い。

【００７７】磁性酸化鉄の表面処理に使用されるシラン
カップリング剤としては、例えばヘキサメチルジシラザ
ン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリ
メチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチ
ルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ア
リルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロル
シラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロ
ルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロ
ルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオ
ルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプ
タン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチ
ルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチ
ルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘ
キサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチ
ルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシ
ロキサン等が挙げられる。

【００７８】チタンカップリング剤としては、例えばイ
ソプロポキシチタン・トリイソステアレート、イソプロ
ポキシチタン・ジメタクリレート・イソステアレート、
イソプロポキシチタン・トリドデシルベンゼンスルホネ
ート、イソプロポキシチタン・トリスジオクチルホスフ
ェート、イソプロポキシチタントリＮ−エチルアミノエ
チルアミナト、チタニウムビスジオクチルピロホスフェ
ートオキシアセテート、ビスジオクチルホスフェートエ
チレンジオクチルホスファイト、ジｎ−ブトキシ・ビス
トリエタノールアミナトチタン等が挙げられる。

【００７９】有機ケイ素化合物としては、シリコーンオ
イルが挙げられる。好ましいシリコーンオイルとして
は、２５℃における粘度がおよそ３０〜１，０００セン
チストークスのものが用いられ、例えばジメチルシリコ
ーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メ
チルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシ
リコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が好ま
しい。

【００８０】本発明に係るトナーを作製するには本発明
の重合体成分及び着色剤としての顔料，染料又は磁性
体，帯電制御剤，その他の添加剤等を、ボールミルの如
き混合機により充分混合してから加熱ロール，ニーダ
ー，エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融，捏
和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめた中に顔料又
は染料を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳密
な分級をおこなって本発明に係るトナーを得ることが出
来る。

【００８１】また、本発明に係るトナーを得るための他
の方法として、重合法によってトナーを製造することが
可能である。この懸濁重合法トナーは重合性単量体及び
本発明の帯電制御剤，顔料又は染料，磁性酸化鉄，重合
開始剤（更に必要に応じて架橋剤及びその他の添加剤）
を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした
後、この単量体組成物あるいは、この単量体組成物をあ
らかじめ重合したものを分散安定剤を含有する連続相
（例えば水）中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に
重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子とし
たものである。

【００８２】次に、本発明の前記定着方法に適用可能な
本発明の加熱定着構成について具体的に説明する。

【００８３】本発明において加熱体は従来の熱ロールに
比べて熱容量が小さく、線状の加熱部を有するもので、
加熱部の最高温度は１００〜３００℃であることが好ま
しい。

【００８４】また、加熱体と加圧部材との間に位置する
フィルムは、厚さ１〜１００μｍの耐熱性のシートであ
ることが好ましく、これら耐熱性シートとしては耐熱性
の高い、ポリエステル，ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート），ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体），ＰＴＦＥ（ポ
リテトラフルオロエチレン），ポリイミド，ポリアミド
等のポリマーシートの他、アルミニウム等の金属シート
及び金属シートとポリマーシートから構成されたラミネ
ートシートが用いられる。

【００８５】より好ましいフィルムの構成としては、こ
れら耐熱性シートが離型層及び／又は低抵抗層を有して
いることである。

【００８６】以下、添付図面を参照して本発明の好まし
い実施態様を説明する。

【００８７】図１に本発明の方法を実施する一例の定着
装置の構造図を示す。

【００８８】１１は装置に固定支持された低熱容量線状
加熱体であって、一例として厚み１．０ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、長手長２４０ｍｍのアルミナ基板１２に抵抗材料１
３を幅１．０ｍｍに塗工したもので、長手方向両端より
通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期２０ｍｓｅｃの
パルス状波形で検温素子１４によりコントロールされた
所望の温度、エネルギー放出量に応じたパルスをそのパ
ルス幅を変化させて与える。略パルス幅は０．５ｍｓｅ
ｃ〜５ｍｓｅｃとなる。

【００８９】この様にエネルギー，温度制御された加熱
体１１に当接して、図中矢印方向に定着フィルム１５は
移動する。この定着フィルムの一例として厚み２０μｍ
の耐熱フィルム、例えば、ポリイミド，ポリエーテルイ
ミド，ＰＥＳ，ＰＦＡに少なくとも画像当接面側にＰＴ
ＦＥ，ＰＡＦ等の弗素樹脂に導電剤を添加した離型層を
１０μｍコートしたエンドレスフィルムである。一般的
には総厚１００μｍ、より好ましく４０μｍ未満であ
る。フィルム駆動は駆動ローラー１６と従動ローラー１
７による駆動とテンションにより矢印方向に皺を生じる
ことなく移動する。

【００９０】１８はシリコンゴム等の離型性の良いゴム
弾性層を有する加圧ローラーで総圧４〜２０ｋｇでフィ
ルムを介して加熱体を加圧しフィルムと圧接回転する。
転写材１９上の未定着現像剤２０は、入口ガイド２１に
より定着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るも
のである。

【００９１】以上はエンドレスベルトで説明したが、図
２の如く、シート送り出し軸２４及び巻き取り軸２７を
使用し、定着フィルムは有端のフィルムであってもよ
い。

【００９２】また、画像形成装置としては複写機，プリ
ンター，ファクシミリ等の現像剤を用いて画像を形成す
る装置全ての定着装置に適応するものである。

【００９３】低熱容量線状加熱体１１において、検温素
子１４で検出された温度がＴ₁ の場合、抵抗材料１３に
対向するフィルム１５の表面温度Ｔ₂ はＴ₁ とほぼ等し
い。また、フィルム１５が現像剤定着面より剥離する部
分におけるフィルム表面温度Ｔ₃ は前記温度Ｔ₁ とＴ₂
とほぼ等しい温度である。

【００９４】

【実施例】以下、具体的実施例によって本発明を説明す
るが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。

【００９５】［オイル処理シリカ（Ａ−１）の製造例］
乾式法で合成されたシリカ微粉末（比表面積２００ｍ²
／ｇ）１００重量部を予めヘキサメチルジシラザン１０
重量部によって処理し、次いでジメチルシリコーンオイ
ル（１００ｃＳｔ）１０重量部をヘキサンで希釈したも
ので処理を行い、その後常温から約２５０℃まで昇温さ
せ加熱処理を行いオイル処理シリカＡ−１を得た。平均
粒径は０．０２μｍであった。

【００９６】本発明における平均粒径の測定は、処理シ
リカの真比重と比表面積より、次式により算出した。

【００９７】

【数２】

【００９８】比表面積より算出される平均粒径は、多孔
質体においては不具合であるが、本発明におけるオイル
処理シリカはシリカ粒子表面にオイル処理をすることに
より、適合が可能となり、観察による測定とよく一致す
る。

【００９９】比表面積はＢＥＴ法に従って、比表面積測
定装置オートソーブ１（湯浅アイオニクス社製）を用い
て試料表面に窒素ガスを吸着させ、ＢＥＴ多点法を用い
て比表面積を算出した。

【０１００】なお、本発明における平均粒径の測定は、
トナーに添加付着させた場合、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の観察により行っ
てもかまわない。

【０１０１】［オイル処理シリカ（Ｂ−１）の製造例］
湿式法で合成されたシリカ微粉体（比表面積１１０ｍ²
／ｇ）４０重量部を、ジメチルシリコーンオイル（１２
５００ｃＳｔ）６０重量部で処理を行いオイル処理シリ
カＢ−１を得た。

【０１０２】なお、オイル処理のシリカＢ−１の平均粒
径は約８μｍであった。

【０１０３】［オイル処理シリカＡ−２，Ａ−３の製造
例］オイル処理シリカＡ−１と同様にしてＡ−２，Ａ−
３のオイル処理シリカを得た。その処方，物性を表１に
示す。

【０１０４】［オイル処理シリカＢ−２，Ｂ−３の製造
例］オイル処理シリカＢ−１と同様にしてＢ−２，Ｂ−
３のオイル処理シリカを得た。その処方，物性を表１に
示す。

【０１０５】

【表１】

【０１０６】実施例１ スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体 １００重量部 （共重合比７０：３０，Ｍｗ＝３４万，Ｔｇ＝６０℃） ケイ素元素含有磁性酸化鉄（ケイ素含有率０．１５ｗｔ％） １００重量部 低分子量ポリプロピレン ４重量部 負帯電性制御剤（下記式） ２重量部

【０１０７】

【化１１】

【０１０８】上記混合物を、１４０℃に加熱された二軸
エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハン
マーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕
し、得られた微粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して
分級粉を生成した。さらに、得られた分級粉をコアンダ
効果を利用した多分割分級装置（日鉄鉱業社製エルボジ
ェット分級機）で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除
去して重量平均粒径（Ｄ₄）を６．５μｍの負帯電性磁
性トナーを得た。

【０１０９】この磁性トナー１００重量部と、オイル処
理シリカＡ−１ １．２重量部，オイルシリカＢ−１
０．２重量部とをヘンシェルミキサーで混合して磁性ト
ナー（トナーＮｏ．Ａ）を調製した。

【０１１０】実施例２〜３，比較例１〜６ 実施例１と同様にして表２に示すトナー構成のトナーＢ
〜Ｉを得た。

【０１１１】

【表２】

【０１１２】次に本実施例に用いた装置について説明す
る。本実施例中では市販のレーザービームプリンターＬ
ＢＰ−Ａ３０８（キヤノン製）の定着装置を以下の構成
に改造し、下記の条件で行った。

【０１１３】一次帯電を−６００Ｖとして静電潜像を形
成し、感光ドラムと現像剤担持体（磁石内包）上の現像
剤層を非接触に間隙（３００μｍ）を設定し、交流バイ
アス（ｆ＝１８００Ｈｚ Ｖｐｐ＝１６００Ｖ）及び直
流バイアス（ＶＤＣ＝−５００Ｖ）として現像ドラムに
印加した。

【０１１４】次に図１に示す本発明の加熱定着装置にお
いて、加熱体１１の検温素子１４の表面温度は１５０
℃、加熱体１１−加圧ローラー１８間の総圧は６Ｋｇ、
加圧ローラーとフィルムのニップは３ｍｍ加圧ローラー
１８の回転速度は３８ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

【０１１５】耐熱シートとしては、転写材との接触面に
ＰＴＦＥに導電性物質を分散させた低抵抗の離型層を有
する厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用した。

【０１１６】以上の設定条件で、８枚（Ａ４横送り）／
ｍｉｎのプリント速度で連続６０００枚にわたり反転現
像方式で現像材画像を形成するプリントテストを常温常
湿環境下（２５℃，６０％ＲＨ）で行い、得られた画像
を下記の項目について評価した。また、同時に定着フィ
ルム表面の様子を観察し、その耐久性を評価した。評価
結果を表３に示す。

【０１１７】［Ａ］プリントアウト画像の評価 （１）耐オフセット性 耐オフセット性は、画像面積率約５％のサンプル画像を
プリントアウトし６０００枚後の画像上の汚れの程度に
より評価した。

【０１１８】◎：非常に良好（未発生）， ○：良好
（ほとんど発生せず） △：普通 ， ×：普通よりは悪い

【０１１９】（２）画像濃度 通常の複写機用普通紙（７５ｇ／ｍ² ）６０００枚プリ
ントアウト終了時の画像濃度維持により評価した。な
お、画像濃度は「マクベス反射濃度計」（マクベス社
製）を用いて（原稿濃度が０．０の白地部分の複写画像
に対する相対濃度を）測定した。

【０１２０】◎（優） ：１．４０以上 ， ○
（良）：１．４０〜１．３５ △（普通）：１．３５〜１．００， ×（普通よりは悪
い）：１．００以下

【０１２１】（３）画像品質 トナーの飛び散り、ガサツキ等を目視で評価した。

【０１２２】◎：非常に良好 ， ○：良好 △：普通 ， ×：普通よりは悪い

【０１２３】［Ｂ］定着フィルムの耐久性評価 （１）表面性 プリントアウト試験終了後の定着フィルム表面の傷や削
れの発生の様子を目視で評価した。

【０１２４】◎：非常に良好（未発生）， ○：良好
（ほとんど発生せず） △：普通 ， ×：普通よりは悪い

【０１２５】（２）残留トナーの固着状況 プリントアウト試験終了後の定着フィルム表面の残留ト
ナーの固着状況を目視で評価した。

【０１２６】◎：非常に良好（未発生）， ○：良好
（ほとんど発生せず） △：普通 ， ×：普通よりは悪い

【０１２７】

【表３】

【０１２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明はトナ
ー中に少なくともシリコーンオイル処理された２種の異
なるシリカ粒子を含有することにより、ウエイト時間が
実質的にないか或は極めて短時間であり且つ低消費電力
である加熱定着方法において耐オフセット性を達成しつ
つ、尚且つ高品位な画像を得ることを可能とするもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施する一例の定着装置の構造
図である。

【図２】本発明の方法を実施する他の例の定着装置の構
造図である。

【図３】トナーの現像特性を試験するためのチェッカー
模様の説明図である。

【符号の説明】

１１ 低熱容量線状加熱体 １２ アルミナ基板 １３ 抵抗材料 １４ 検温素子 １５ 定着フィルム １６ 駆動ローラー １７ 従動ローラー １８ 加圧ローラー １９ 転写材（記録材） ２０ 未定着現像剤 ２１ 入口ガイド ２４ シート送り出し軸 ２７ 巻き取り軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片田 雅一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−294364（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313979（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119530（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230601（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196672（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43746（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−264453（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−237561（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−214568（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−167827（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−95425（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定支持された加熱体と該加熱体に対向
   圧接し、且つ、フィルムを介して該加熱体に密着させる
   加圧部材とにより、トナーの顕画像を記録材に加熱定着
   する定着方法において、 該トナーは、少なくとも重合体成分及び帯電制御剤を含
   有した組成物で形成されており、少なくともシリコーン
   オイル処理されたシリカＡ及びシリカＢを有し、該シリ
   コーンオイル処理されたシリカＡ及びシリカＢが、 ａ）シリカの平均粒子径が１０Ａ≦Ｂであり、 ｂ）シリコーンオイルの処理量が２Ａ≦Ｂであり、シリ
   カＡのオイル処理量が処理後のシリカＡに対して１〜３
   ０重量％であり、シリカＢのオイル処理量が処理後のシ
   リカＢに対して３０〜９０重量％であり、 ｃ）トナーに対する添加量（重量比）がＡ≧３Ｂである
   ことを満足していることを特徴とする加熱定着方法。
2. 【請求項２】 該シリコーンオイル処理シリカＡの平均
   粒径が０．１μｍ以下であり、かつシリコーンオイル処
   理シリカＢの平均粒径が０．５μｍ以上５０μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着方法。
3. 【請求項３】 該シリコーンオイル処理シリカＡのトナ
   ーに対する添加量が０．３〜３．０重量％であり、かつ
   シリコーンオイル処理シリカＢのトナーに対する添加量
   が０．００５〜０．５重量％であることを特徴とする請
   求項１に記載の加熱定着方法。
4. 【請求項４】 該シリコーンオイル処理シリカＡ及びＢ
   の処理オイルの粘度が１０Ａ≦Ｂであることを特徴とす
   る請求項１に記載の加熱定着方法。